SMC简介

SMC简介

片状模塑料（sheet molding Compound），是一种干法制造不饱和聚脂玻璃钢制品的模塑料。 SMC模压片材的组成：中间芯材是由经树脂糊充分浸渍的短切纤维（或毡）组成，上下两面用薄膜覆盖。树脂糊里含有不饱和聚脂树脂、引发剂、化学增稠剂、低收缩添加剂、填料、脱模剂、着色剂等各种组份。其生产与成型过程大致如下：短切原纱毡或玻纤粗纤铺放于预先均匀涂敷了树脂的薄膜上，然后在其上覆盖另一层涂敷了树脂糊的薄膜，形成了一种“夹芯”结构。它通过浸渍区时树脂糊与玻璃纤维（或毡）充分揉捏，然后集成收卷，进行必要的熟化处理。

SMC具有良好的机械性能与简易加工性，使其成为众所瞩目的材料。SMC成型一般只需3~6min，具有节省人力与能源，便于大量生产，提高产品质量等优点。在与各种材料进行对比中，SMC不仅优于钢铁、铝等传统金属材料，而且可与一般热塑性塑料及其它增强材料一争高低。

（1）与金属材料相比，SMC具有优越的电气性能，耐腐蚀性能、质轻以及工程设计容易、灵活等特点；

（2）与增强热塑性塑料相比，SMC的成型周期短，成型设备投资低，SMC制品不易变形，机械性能与热变形温度较高，耐化学药品性优，且价格较低；

（3）与一般热塑性塑料相比，SMC的物理性能是后者不可比拟的。

SMC特点

1、质轻高强：可实现轻量化目标，且具有良好的抗冲吸能性；

2、产品设计自由度大：实现产品的流线型设计，通过后粘接技术实现中空结构的成型，减轻产品重量；

3、材料流动性好，可实现复杂结构的成型：筋、台结构的一次成型，预埋件的成型，抽芯结构的实现；

4、可实现轿车级表面质量水平，可实现SMC部件之间或SMC部件和金属件之间的粘接，可实现随车身进行高温烤漆，线胀系数非常低。

5、低的热导率和良好耐腐性：隔热－隔音－减震－耐腐蚀

SMC的基本组成

1、树脂

不饱和聚酯树脂（UP）是SMC的最基本配方材料。它通常由不饱和二元羧酸（或酸酐）、饱和二元羧酸（或酸酐）与多元醇缩聚而成，并在缩聚结束后加入一定量的乙烯基体（如苯乙烯）配成粘稠状液态树脂。根据其化学结构上的差异通常可分为通用型（邻苯型）、间苯型、双酚A型三大类。最常用的是通用型和间苯型（较贵，具有良好的机械性能）不饱和聚酯树脂。

SMC专用树脂提出如下要求：

①低粘度，有利于玻纤的浸渍；

②增稠快，以满足增稠的要求；

③活性高，能快速固化，以提高生产效率；

④热性能好，保证制品的热强度；

⑤耐水性好，以提高制品的防潮性；

⑥在加入引发剂后的几个月存放期内，必须稳定，而在高温下能快速固化，以确保短的模塑周期。

2、引发剂

在SMC树脂糊系统中，不饱和聚酯树脂需加入引发剂，活化树脂与交联单体（如

苯乙烯）中的双键发生共聚反应，从而使SMC在模腔内固化成型。对引发剂的基本要求：贮存稳定性好，反应速度高，操作方便且安全。

引发剂的种类及其使用浓度的选择，主要取决于制品性能的要求和成型温度，以及SMC生产工艺过程，贮存稳定性要求等。具体地说，应考虑到以下因素：①适用期；②树脂混合物在模具内的流动性；③反应性；④制品的外观与光泽；⑤单体残留量；⑥制品的物理机械性能。常用于SMC的引发剂以过氧化物为主。（引发剂浓度越高，制品固化越快，制品表面质量越好）随着引发剂浓度和成型温度的提高，制品固化时间缩短。当固化温度足够高，时间足够长，制品的最终固化与引发剂浓度（0.2%~1.0%）无关。但是，引发剂浓度越高，制品固化越快，表面质量越好。制品的表面质量正比于固化时所达到的放热峰值。模具温度与放热峰值间温差越大，制品表面质量越好。而峰值大小与引发剂类型和用量有关。

3、填料

（1）碳酸钙（CaCO3）它是一种最基本的填料，其吸油值很低，在配方中易加入。对促进SMC成型过程及提高制品表面质量最为有效，它具有良好遮盖特性，制品表面着色性好，纤维显露少。其来源丰富，价格低廉。但是，碳酸钙填料在模压过程中有优先流动倾向。

（2）水合氧化铝它是SMC常用阻燃型填料，亦可改善制品的耐水性和电绝缘性。

（3）高岭土也是一种理想的填料，在模压过程中其优先流动倾向弱，它不仅有足够的阻力使增强材料相互交合，且能充满模腔内狭小死角等部位。流动性是它的主要特点。但其制品的模后收缩率稍大，着色纯度稍差。另外吸油值高，填料加入量低。

（4）滑石粉流动性良好，能提高制品耐水性，制品易于机械加工，但其吸油值高，加入量低。

4、低收缩添加剂控制收缩率是SMC发展过程中的一项重要课题。目前通用的方法是在不饱和聚酯树脂中加入一定量的热塑性聚合物来实现。SMC常用的热塑性添加剂有如下几种：PE粉、PS及其共聚物、PVC及其共聚物、乙酸纤维素和丁酸纤维素、热塑性聚酯、PVAC、PMMA等。根据其作用机理的不同，大致可分为二类：一类是与不饱和聚酯树脂不相溶的添加剂，如PE和PVC，其加入量为树脂的5~10%；另一类是在树脂固化前彼此相溶，而固化后添加剂又以小颗粒球状从树脂析出形成第二相，如PVAC、PS等。由于热塑性塑料在树脂中分散性差，一般要求先将其溶于苯乙烯中。由于苯乙烯会引起SMC表面发粘，因而限制了添加剂的加入量，为此，国外已开发出羧基化热塑性添加剂，其自身参与增稠反应，很好地解决了上述问题。（PS和HDPE粉是用于SMC低收缩体系的主要添加剂，其收缩效果通常为0.1~0.3%，它们不能获得精密控制的尺寸公差，因而不能用于低轮廓体系，但其着色接受性好，能在几乎所有颜料体系中获得良好的着色深度。PVAC、PMMA常用于生产收缩率相当低的制品，在某些场合可实现零收缩，其收缩效果为0~0.05%，加入量为树脂的10~20%，但其着色接受性差，不适于着色体系）。

5、化学增稠剂

在SMC生产中增稠剂是必需的，通过增稠作用使SMC从利于玻纤浸渍的低粘度转化为不粘手的高粘度。在浸渍阶段，树脂增稠要足够缓慢，保证玻纤的良好浸渍；浸渍后后树脂浸渍要足够快，使SMC尽快进入模压阶段和尽量减少存货量；当SMC粘度达到可成型和模压粘度后，增稠过程要立即停止，稳定，以获得尽可能